Obsah
Rýchlosť, ktorou sa kocka ľadu topí, je vo všeobecnosti funkciou množstva energie alebo tepla, ktoré sa aplikuje na kocku. Rýchlosť topenia ľadu však ovplyvňujú aj ďalšie faktory. Minerály vo vode pred zmrazením môžu ovplyvniť atómovú a molekulárnu rýchlosť topenia. Dve zásadité zlúčeniny, ktoré to ovplyvnia, sú cukor a soľ.
Experiment zmrazenia
Typický experiment na zistenie, ako cukor a soľ účinkujú v kocke ľadu, zahŕňa zmrznutú vodu obsahujúcu tieto dve. Vytvorte rovnaké merania soli a cukru a pridajte ich do niektorých zásobníkov na kocky ľadu. Do každého držiaka misiek na kocky nalejte rovnaké množstvo vody a cukor alebo soľ zmiešajte čo najlepšie. Tiež sa uistite, že máte v experimente kontrolu tým, že máte podnos na kocky ľadu s vodou iba v každej vrecku na kocky. Nádoby na ľad vložte do mrazničky a počkajte, kým všetky misky nezmrznú. Vyberte každú súpravu kocky ľadu (cukor, soľ a normálna voda) a začnite načasovať rýchlosť, akou sa každá kocka ľadu topí.
Vysvetlenie chémie
Podľa študentov v školskej štvrti Selah v štáte Washington by experimenty s kockami ľadu obsahujúcimi soľ a cukor mali ukázať, že kocky s cukrom a soľou sa topia rýchlejšie ako kocky iba s normálnou vodou. Kocky ľadu, ktoré obsahujú cukor, by sa v skutočnosti mali topiť rýchlejšie ako kocky so soľou. Dôvodom je absorpcia tepla. Soľ alebo cukor v kocke ľadu absorbuje energiu okolitého tepla rýchlejšie ako zamrznutá voda. Pretože soľ a cukor absorbujú túto tepelnú energiu tak rýchlo, molekuly vody sa pohybujú rýchlejšie, čo vedie k rýchlejšej rýchlosti topenia. Toto je časť dôvodu, že mestá používajú soľ na topenie ľadu: soľ absorbuje tepelnú energiu rýchlejšie a tým sa rýchlejšie topí.
Kocky ľadu vo vode
Ďalší experiment spočíva v odobraní kociek ľadu a ich umiestnení do troch rôznych šálok vody. Jeden pohárik vody by mal mať normálnu vodu z vodovodu. Nasledujúce šálky by však mali obsahovať cukor a soľ. Kocky umiestnite do všetkých troch šálok a čas, ako dlho sa topia. Na rozdiel od predchádzajúceho experimentu by sa ľadová kocka v normálnej vode mala topiť rýchlejšie ako kocky ľadu v cukre alebo slanej vode. Je to preto, že slaná voda a cukrová voda sú hustejšie ako normálna voda. Hustota tejto vody bráni ľadovej kocke účinne sa topiť, pretože všetka voda, ktorá sa topí, zostáva na vrchu. Pri normálnej vode sa kocka topí a uvoľnená voda sa zriedi do okolitej kvapaliny efektívnejšie.
Experiment s reťazcami
Bežný experiment s kockami ľadu si vyžaduje použitie kúska šnúry so soľou. Jeden koniec šnúry položte na kocku ľadu a posypte malým množstvom soli. Soľ bude topiť vrchnú vrstvu kocky, ale pretože je stále pomerne studená, skvapalnená voda sa znovu zamrzne. Výsledkom bude, že kocka ľadu sa zreformuje okolo šnúry a umožní osobe ťahať šnúru a ťahať kocku. Zaujímavé je, že cukor nie je taký účinný, pretože cukor roztaví kocku ľadu príliš rýchlo na to, aby ľad znovu zamrzol.